Ley de Charles y Gay-Lussac

1. ¿Qué es un proceso termodinámico, un proceso isobárico y un proceso casi-estático?Se denomina proceso termodinámico a la evolución de determinadas magnitudes (o propiedades) propiamente termodinámicas relativas a un determinado sistema físico. Desde el punto de vista de la termodinámica, estas transformaciones deben transcurrir desde un estado de equilibrio inicial a otro final; es decir, que las magnitudes que sufren una variación al pasar de un estado a otro deben estar perfectamente definidas en dichos estados inicial y final. De esta forma los procesos termodinámicos pueden ser interpretados como el resultado de la interacción de un sistema con otro tras ser eliminada alguna ligadura entre ellos, de forma que finalmente los sistemas se encuentren en equilibrio.Proceso Isobárico es aquel proceso termodinámico que ocurre a presión constante. En él, el calor transferido a presión constante está relacionado con el resto de variables.Proceso cuasiestático es el que tiene bien definidas sus variables macroscópicas en todo instante de tiempo. En general, si un proceso es lento en relación con la velocidad de las partículas que conforman el sistema, diremos que es cuasiestático, pues instantaneamente veremos cierto grado de uniformidad que nos asegurará que las variables macroscópicas estén bien definidas.

2. Explique en qué consiste el experimento de Charles (Ley de Charles).Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye.

3. Haga un esquema aproximado de la curva tridimensional P-v-T para una sustancia pura (gas).

4. Si un gas se hallase confinado en un cilindro vertical, con un émbolo libre de fricción y éste se moviese sin aceleración, ¿qué proceso se tendría? ¿Qué propiedad termodinámica se mantendría necesariamente invariable?Casi-estático, la temperatura se mantendría invariable.

5. Se miden experimentalmente los valores de las variables “x” e “y”. Se cree que entre ellas existe una relación lineal. Establezca los mejores valores de la pendiente y de la ordenada al origen. ¿Cuánto vale el coeficiente de correlación?x 1.8 3.6 4.8 6.4 8.0 9.0 10.5 y 11.43 16.35 20.23 25.15 29.03 32.95 37.83m=3.0161 b=5.7080

6. Mencione 15 gases a los que puede aplicarse la ley de Charles.

7. Explique el funcionamiento de un termómetro de gas.Pueden ser a presión constante o a volumen constante. Este tipo de termómetros son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros termómetros.

8. Investigue la temperatura de licuación (a 77.17 (kPa)) de: N2 (nitrógeno), O2 (oxígeno), H2 (hidrógeno), CO2 (dióxido de carbono), Ar (argón), He (helío).

9. ¿A qué se llama cero absoluto de temperatura?El cero absoluto es la temperatura teórica más baja posible. A esta temperatura el nivel de energía del sistema es el más bajo posible, por lo que las partículas, según la mecánica clásica, carecen de movimiento; no obstante, según la mecánica cuántica, el cero absoluto debe tener una energía residual, llamada energía de punto cero, para poder así cumplir el principio de indeterminación de Heisenberg. El cero absoluto sirve de punto de partida tanto para la escala de Kelvin como para la escala de Rankine.

10. ¿Cuáles son las escalas de temperatura absolutas? ¿cuáles son sus unidades y cuál es el factor de conversión correspondiente?Kelvin y RankineR=9/5 C + 491.67K= C +273